<Desc/Clms Page number 1>
"Masses servant à la confection de moules et procédé pour les obtenir"
<Desc/Clms Page number 2>
Il est connu d'employer pour la confection de moules des masses moulables contenant du piètre. De telles masses et les moules qui en sont préparés sont cependant inutilisables pour certaines applications, par exemple dans la technique dentaire pour les coulées faites avec de l'acier raffiné ou avec de l'or, parce que la haute température que nécessite une telle opération entra±nerait la corrosion du métal. Il est également connu d'utiliser des masses moulables exemptes de plâtre, qui renferment à côté d'autres substances de l'argile contenant du sable On y a ajouté- des phosphates de sodium à l'effet de produire des phosphates durcissants par la réaction qui a lieu entre l'argile et le phosphate.
Il est vrai que les moules de ladite composition résistent à la corrosion du matériel de coulage et, pour cette raison, ont un certain avantage sur les masses moulables contenant du plâtre; mais ce genre de moules présente fréquemment, lors du chauffage aux températures de la coulée, des fissures dues probablement au frittage ou à la fusion des composés de sodium, et cet inconvénient rend les moules inutilisables pour les travaux de précision exigés par exemple dans l'art dentaire.
Or, la demanderesse a trouvé que l'on peut obvier à cet inconvénient en utilisant pour la coulée une masse consistant en une substance céramique durcissant à la cuisson, une substance capable de former un phosphate durcissant avec des ions phosphoriques et une autre substance pratiquement exempte d'alcali capable
<Desc/Clms Page number 3>
de fournir des ions phosphoriques en présence d'un solvant, de préférence d'un solvant aqueux.
La nouvelle masse comprend trois composés différents.
Le premier (I) représente une substance céramique ou un mélange de substances céramiques ayant la propriété de durcir lors de la cuisson. Comme telles substances entrent en ligne de compte, par exemple, l'argile, le kaolin, le limon, la bauxite, des mélanges d'oxyde d'aluminium avec de l'acide silicique, avec des silicates, tels que les silicates de magnésium ou d'aluminium, ou avec de l'acide silicique et des silicates. L'utilisation d'un mélange composé de fluorure de quartz et de cristobalite comme substance céramique est particulièrement avantageuse. Avec un mélange contenant ces substances en proportions égales, on a obtenu les meilleurs résultats.
Comme cela est d'usage dans l'industrie céramique, on peut aussi ajouter dans ce cas des substances à volume constant, comme par exemple de l'argile réfractaire.
Le deuxième composant (II) de la masse suivant l'invention est constitué par un ou plusieurs composés qui entrent en réaction avec les ions phosphoriques en formant un phosphate durcissant à la température ordinaire. Comme substances qui ont la propriété de former des phosphates durcissants, on peut citer, à titre d'exemple, des oxydes, hydroxydes, phosphates et, le cas échéant, des carbonates et les sels similaires aisément décompo-=-
<Desc/Clms Page number 4>
sables des métaux alcaline-terreux, de l'aluminium, du fer, du cuivre, du zinc et du cadmium, comme par exemple leurs acétates ou. formiates. Un mélange d'oxyde de zinc calciné et d'alumine hydratée s'est montré spécialement approprié.
Le troisième composant de la nouvelle masse est une substance qui ne contient pratiquement pas d'alcali et qui four- nit des ions phosphoriques en présence d'un solvant, de préfé- rence dans l'eau. Des substances répondant à ces qualités sont, par exemple, des acides ortho-, méta- et pyro-phosphoriques et leurs sels solubles et notamment les sels solubles dans l'eau, acides tels que les phosphates7de magnésium, de calcium, de zinc ou d'ammonium, des phosphates solubles de composés amino organiques, tels que le phosphate de diméthylamine, et, le cas échéant, aussi le pentoxyde de phosphore ou des esters phosphoriques comme par exemple le phosphate méthylique ou éthylique.
Il est particu- lièrement avantageux d'utiliser des substances acides suscepti-. bles de fournir des ions phosphoriques en présence préférablement d'un solvant aqueux, telles que le phosphate de magnésium pri- maire et les acides phosphoriques. Inutile de dire qu'il est éga- lement possible d'utiliser des mélanges d'acides phosphoriques, de pentoxyde de phosphore ou d'esters phosphoriques avec des phosphates, par exemple des mélanges de phosphate de zinc ou de magnésium avec des acides phosphoriques.
Pour la confection des moules, on place le modèle à
<Desc/Clms Page number 5>
imiter dans une masse moulable constituée par une substance céramique durcissant à la cuisson, une substance capable de former un phosphate durcissant avec des ions phosphoriques, une substance ne contenant pratiquement pas d'alcali et fournissant des ions phosphoriques en milieu aqueux, le tout étant délayé dans un liquide aqueux. Les proportions du mélange varient suivant l'usage que l'on réserve au moule. D'une façon générale, on emploiera les substances céramiques en excès; on peut, par exemple, utiliser 90 parties en poids de substance céramique et 10 parties en poids du, composé formant des phosphates durcissants ou 100 parties de la substance céramique et 30 parties du composé formant les phosphates durcissants.
La substance céramique durcissant lors de la cuisson et la substance qui doit former les phosphates durcissants sont mises en pâte au moyen d'un liquide, de préférence d'un liquide aqueux, pratiquement exempt d'alcali et contenant des ions phosphoriques. La pâte ainsi préparée se solidifie au bout d'un certain temps.
On peut encore préparer une telle masse en ajoutant de l'eau ou un liquide aqueux aux ingrédients solides (I et II) auxquels on a mélangé au préalable un composé solide exempt d'al- cali susceptible de fournir des ions phosphoriques en présence d'un solvant, de préférence d'un solvant aqueux. Comme tels composés on peut mentionner, à titre d'exemple, l'acide phosphorique solide, le pentoxyde de phosphore ou des phosphates solides solu
<Desc/Clms Page number 6>
bles, par exemple des phosphates de zinc ou de magnésium. Pour le but envisagé entrent particulièrement en ligne de compte des substances acides solubles dans l'eau comme par exemple l'oxyde de phosphore et du phosphate de magnésium primaire.
En vue d'augmenter le pouvoir mouillant des masses servant à la confection de moules par rapport au modèle à imiter, on peut aussi ajouter des agents mouillants appropriés, tels que des savons et des produits à caractère savonneux, comme par exemple des sulfonates d'alcool, des produits de la condensation d'acides carboxyliques à poids moléculaire élevé avec des acides hy- droxy- ou amino-carboxyliques ou sulfoniques, certains acides sulfoniques aromatiques ou leurs produits de la condensation avec de la formaldéhyde, des produits de la réaction d'oxydes d'alkylène avec des composés à poids moléculaire élevé contenant des atomes d'hydrogène réactifs, et aussi des produits de la condensation d'acides gras à poids moléculaire élevé avec des amines polyvalents .
Par comparaison avec les masses employées jusqu'ici pour la confection de moules, les masses préparées conformément à l'invention présentent pour beaucoup d'applications des avantages très appréciables. Une fois durcies, elles fournissent des moules très durs qui permettent de reproduire les détails les plus fins du modèle. Aux hautes températures, par exemple à 2000 C le moule est inattaquable et ne présente pas de fissures, ce qui
<Desc/Clms Page number 7>
le différencie du moule préparé jusqu'alors. Pour ces raisons, les nouvelles masses rendent possible d'obtenir les coulées les plus exactes, par exemple avec des aciers raffinés comme les aciers V2A, avec de l'or, de l'argent et aussi avec des substances céramiques à point de fusion élevé comme la porcelaine de fonte et la porcelaine cuite.
Contrairement aux masses contenant du plâtre employées jusqu'alors, l'utilisation des masses préparées conformément à l'invention présente l'avantage que, en employant comme matériel de Coulage des aciers raffinés, il ne se produit pas de corrosion sur ces aciers.
La présente invention est illustrée à titre strictement explicatif par les exemples suivants.
Exemple 1.
60 grs.de fluorure de quartz
5 de kaolin
10 d'argile réfractaire 15 " d'oxyde d'aluminium
5 " d'oxyde de magnésium
5 grs. d'oxyde de zinc sont mis en pâte avec un liquide contenant :
26 grs. diacide phosphorique
4 " d'oxyde de magnésium
1 gr. de chaux caustique
1 " d'oxyde de zinc
120 grs.d'eau dans la proportion de 100 grs. par 30 cm3. On obtient une pâte @
<Desc/Clms Page number 8>
de consistance crémeuse,qui convient spécialement pour la confection de moules.
Exemple 2.
A la place des 5 grs. d'oxyde de magnésium et 5 grs. d'oxyde de zinc indiqués à l'exemple 1, on utilise 10 grs. de phosphate d'aluminium et l'on obtient le même effet.
Exemple 3.
On prépare un composant solide en mélangeant ensembl
57 grs. de fluorure de quartz
3 " de kaolin
10 " d'argile réfractaire
15 " d'oxyde d'aluminium
5 d' oxyde de magnésium
3 " d'oxyde de zinc 7 " de phosphate de magnésium primaire.
Ce mélange est mis en pâte avec de l'eau seulement.
Exemple 4.
On prépare un composant solide en mélangeant ensemble
57 grs. de fluorure de quartz
5 de kaolin
10 d'argile réfractaire
23 " d'bydrate d'alumine contenant 33% d'eau
10 " de carbonate de magnésium
3 " d'oxyde de zinc
7 " de phosphate de magnésium primaire.
Ce mélange est mis en pâte avec de l'eau seulement.
<Desc / Clms Page number 1>
"Masses for making molds and process for obtaining them"
<Desc / Clms Page number 2>
It is known to use for the production of molds moldable masses containing poor. Such masses and the molds which are prepared therefrom are, however, unusable for certain applications, for example in dental technology for castings made with refined steel or with gold, because the high temperature required for such an operation would lead to corrosion of the metal. It is also known to use moldable masses free from plaster, which contain alongside other substances clay containing sand. Sodium phosphates have been added thereto to produce hardening phosphates by the reaction. which takes place between clay and phosphate.
It is true that the molds of said composition resist the corrosion of the casting material and, for this reason, have a certain advantage over the moldable masses containing plaster; but this kind of molds frequently present, when heating to the temperatures of the casting, cracks probably due to sintering or to the melting of sodium compounds, and this disadvantage makes the molds unusable for the precision work required for example in the dentistry.
Now, the Applicant has found that this drawback can be overcome by using for casting a mass consisting of a ceramic substance which hardens on firing, a substance capable of forming a hardening phosphate with phosphoric ions and another substance practically free. alkali capable
<Desc / Clms Page number 3>
to provide phosphoric ions in the presence of a solvent, preferably an aqueous solvent.
The new mass consists of three different compounds.
The first (I) represents a ceramic substance or a mixture of ceramic substances having the property of hardening during firing. As such substances are taken into account, for example, clay, kaolin, silt, bauxite, mixtures of aluminum oxide with silicic acid, with silicates, such as magnesium silicates or aluminum, or with silicic acid and silicates. The use of a mixture composed of quartz fluoride and cristobalite as ceramic substance is particularly advantageous. With a mixture containing these substances in equal proportions, the best results have been obtained.
As is customary in the ceramic industry, it is also possible in this case to add substances at constant volume, such as for example refractory clay.
The second component (II) of the mass according to the invention consists of one or more compounds which enter into reaction with the phosphoric ions forming a phosphate which hardens at room temperature. As substances which have the property of forming hardening phosphates, there may be mentioned, by way of example, oxides, hydroxides, phosphates and, where appropriate, carbonates and similar salts which are easily decomposed - = -
<Desc / Clms Page number 4>
sands of alkaline earth metals, aluminum, iron, copper, zinc and cadmium, such as for example their acetates or. formiates. A mixture of calcined zinc oxide and hydrated alumina has been found to be especially suitable.
The third component of the new mass is a substance which contains virtually no alkali and which provides phosphoric ions in the presence of a solvent, preferably in water. Substances corresponding to these qualities are, for example, ortho-, meta- and pyro-phosphoric acids and their soluble salts and in particular the soluble salts in water, acids such as the phosphates7de magnesium, calcium, zinc or d. ammonium, soluble phosphates of organic amino compounds, such as dimethylamine phosphate, and, where appropriate, also phosphorus pentoxide or phosphoric esters such as, for example, methyl or ethyl phosphate.
It is particularly advantageous to use susceptible acidic substances. They are able to provide phosphoric ions in the presence preferably of an aqueous solvent, such as primary magnesium phosphate and phosphoric acids. Needless to say, it is also possible to use mixtures of phosphoric acids, phosphorus pentoxide or phosphoric esters with phosphates, for example mixtures of zinc or magnesium phosphate with phosphoric acids.
To make the molds, the model is placed
<Desc / Clms Page number 5>
imitate in a moldable mass consisting of a ceramic substance hardening on firing, a substance capable of forming a phosphate hardening with phosphoric ions, a substance containing practically no alkali and providing phosphoric ions in aqueous medium, the whole being diluted in aqueous liquid. The proportions of the mixture vary according to the use reserved for the mold. In general, ceramic substances in excess will be used; 90 parts by weight of ceramic substance and 10 parts by weight of the hardening phosphate-forming compound or 100 parts of the ceramic substance and 30 parts of the hardening phosphate-forming compound can be used, for example.
The ceramic firing hardening substance and the substance which is to form the hardening phosphates are pulped by means of a liquid, preferably an aqueous liquid, substantially free of alkali and containing phosphoric ions. The paste thus prepared solidifies after a certain time.
Such a mass can also be prepared by adding water or an aqueous liquid to the solid ingredients (I and II) to which a solid compound free of alkali has been mixed beforehand capable of supplying phosphoric ions in the presence of. a solvent, preferably an aqueous solvent. As such compounds there may be mentioned, by way of example, solid phosphoric acid, phosphorus pentoxide or solid soluble phosphates.
<Desc / Clms Page number 6>
bles, for example zinc or magnesium phosphates. Acidic substances which are soluble in water, such as, for example, phosphorus oxide and primary magnesium phosphate, are particularly relevant for the intended purpose.
In order to increase the wetting power of the masses used for making molds with respect to the model to be imitated, it is also possible to add appropriate wetting agents, such as soaps and products of a soapy nature, such as for example sulphonates of alcohol, condensation products of high molecular weight carboxylic acids with hydroxy- or amino-carboxylic or sulfonic acids, certain aromatic sulfonic acids or their condensation products with formaldehyde, products of the reaction of alkylene oxides with high molecular weight compounds containing reactive hydrogen atoms, and also condensation products of high molecular weight fatty acids with polyvalent amines.
By comparison with the masses employed hitherto for making molds, the masses prepared in accordance with the invention present very appreciable advantages for many applications. When cured, they provide very hard molds that allow the finest details of the model to be reproduced. At high temperatures, for example at 2000 C, the mold is unassailable and does not present cracks, which
<Desc / Clms Page number 7>
differentiates it from the mold prepared until then. For these reasons, the new masses make it possible to obtain the most exact castings, for example with refined steels like V2A steels, with gold, silver and also with ceramic substances with a high melting point. such as cast-iron porcelain and fired porcelain.
Unlike the masses containing plaster used until now, the use of the masses prepared in accordance with the invention has the advantage that, by using refined steels as casting material, corrosion does not occur on these steels.
The present invention is illustrated for purely explanatory purposes by the following examples.
Example 1.
60 grams of quartz fluoride
5 kaolin
10 refractory clay 15 "aluminum oxide
5 "of magnesium oxide
5 grs. of zinc oxide are put into a paste with a liquid containing:
26 grs. phosphoric diacid
4 "of magnesium oxide
1 gr. caustic lime
1 "of zinc oxide
120 grams of water in the proportion of 100 grams. per 30 cm3. We obtain a paste @
<Desc / Clms Page number 8>
creamy consistency, which is especially suitable for making mussels.
Example 2.
Instead of 5 grs. of magnesium oxide and 5 grs. of zinc oxide indicated in Example 1, 10 grs are used. of aluminum phosphate and the same effect is obtained.
Example 3.
A solid component is prepared by mixing together
57 grs. quartz fluoride
3 "of kaolin
10 "refractory clay
15 "aluminum oxide
5 magnesium oxide
3 "zinc oxide 7" primary magnesium phosphate.
This mixture is put into a paste with water only.
Example 4.
A solid component is prepared by mixing together
57 grs. quartz fluoride
5 kaolin
10 refractory clay
23 "alumina hydrate containing 33% water
10 "of magnesium carbonate
3 "of zinc oxide
7 "of primary magnesium phosphate.
This mixture is put into a paste with water only.